¿De dónde viene el hidrógeno para la automoción?

1 Agosto, 2017 por

Dos de las grandes alternativas futuras a los coches de combustión tradicionales serán los eléctricos puros y los coches de pila de combustible de hidrógeno, que no dejan de ser eléctricos. Todos sabemos que la recarga de las baterías para producir energía al motor eléctrico de un vehículo 100% electrificado proviene del enchufe de nuestras casas, de una Wallbox o un supercargador. Pero, ¿de dónde proviene el hidrógeno para la automoción? ¿Quieres conocer una forma de obtenerlo? Toyota nos muestra cómo saca el hidrógeno, a nivel industrial, para abastecer a un grupo de carretillas elevadoras de pila de combustible de hidrógeno en Tokio.

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Las nuevas alternativas a los combustibles tradicionales como la gasolina o el gasoil, obtenidos del petróleo, nadie duda de que son mucho más amigables con el medio ambiente. Esta solución, extrapolada al problema global que tenemos con la contaminación, está obteniendo cada vez más partidarios.

En la actualidad, las formas de energía que se están implantando en el mercado como disyuntiva a los motores térmicos tienen como protagonistas a los gases licuados del petróleo, al gas natural, a los biocarburantes o a la electricidad. Y es en esta última clasificación, junto con los híbridos, los PHEV y los eléctricos puros, donde se encuentran los vehículos con pila de combustible de hidrógeno, impulsados también con motores eléctricos. Sin duda, esta última clasificación es de la que más se habla por ser alternativas más futuribles.

No hace falta ser geólogo para saber que el elemento más abundante del universo es el hidrógeno. Este concepto es básico para situar a los coches con pilas de combustible como competidores directos de los 100% eléctricos, en la lucha por ser la motorización del futuro a largo plazo, y con los PHEV, en una pugna más a medio plazo.

Los aspectos que más relevancia tienen en un vehículo para sus usuarios -tal y como se está poniendo de manifiesto con estos nuevos lanzamientos- son la autonomía y el coste que tiene, tanto su repostaje como su mantenimiento. El hecho de que el hidrógeno esté presente en la naturaleza en cantidades incalculables podría abaratar los costes de dicha energía. No obstante, antes de entrar en profundidad en averiguar de dónde viene el hidrógeno para la automoción, repasaremos los pros y contras que tienen los coches 100% eléctricos ante los de pila de combustible de hidrógeno, y viceversa.

Coches de pila de combustible de hidrógeno, pros y contras

El aerogenerador tiene una altura de casi 80 metros.7
El aerogenerador tiene una altura de casi 80 metros.

Estos vehículos usan un motor eléctrico para mover las ruedas, cuya energía se obtiene -además de un pequeño acumulador- de una pila de combustible que se alimenta con hidrógeno. A este compuesto se le agrega oxígeno obtenido del aire y genera energía que se transmite al motor eléctrico o a la batería.

Dichos modelos tienen una serie de pros y contras:

En primer lugar, generalmente, ofrecen una autonomía mayor que la de los eléctricos puros, el tiempo de repostaje es similar al de los coches de combustibles fósiles (unos 5 minutos), el hidrógeno abunda en proporciones descomunales y las temperaturas de verano e invierno no afectan tanto a las baterías y, por ende, a la autonomía. Sin embargo, es cierto que son menos eficientes que los eléctricos, son algo más caros, suelen necesitar más espacio que los eléctricos para sus sistemas de propulsión (tanque de reacción), las infraestructuras y el mantenimiento son más costosos y hay que tener en cuenta que el hidrógeno es inflamable, pero bueno, la gasolina también. La vida útil de una pila de combustible, en teoría, sería igual que la del motor de combustión: infinita, aunque siempre pueden existir averías.

Coches 100% eléctricos, pros y contras

Aquí vemos el cilindro que almacena el hidrógeno y la planta en la que se sitúa el compresor que lo prensa para que lo transporten por medio del camión.7
Aquí vemos el cilindro que almacena el hidrógeno y la planta en la que se sitúa el compresor que lo prensa para que lo transporten por medio del camión.

Algunas de las ventajas y desventajas de los eléctricos suelen estar directamente relacionadas con los de pila de combustible de hidrógeno.

Como ventajas, resultan ser más eficientes, baratos y menos contaminantes que los anteriores. También son algo menos complejos. La vida útil de las baterías no limita la del coche, puesto que se pueden cambiar. Suelen tener una mayor potencia y par motor y la infraestructura que necesitan es más simple que la de los de pila de combustible de hidrógeno.

La autonomía sigue siendo el factor más negativo de los eléctricos puros. Además, también se ven más afectados por las condiciones climatológicas extremas.

¿De dónde sale el hidrógeno para la automoción?

Planta de obtención de hidrógeno de Toyota en la Bahía de Tokio.7
Planta de obtención de hidrógeno de Toyota en la Bahía de Tokio.

Entonces, una vez situados un poco en contexto, sabemos que la energía que llena las baterías de un coche eléctrico puro provienen de la electricidad; de un enchufe, una Wallbox o un supercharger que instalamos y que, pagando la luz, recargamos siempre que las baterías se descarguen. Pero, ¿de dónde viene el hidrógeno para la automoción? ¿Es posible que un automóvil circule a partir de “agua y viento”? Menudo chollo, ¿no?

Pues para responderte a esta pregunta nos hemos fijado en cómo producen hidrógeno Toyota para alimentar la pila de combustible de sus carretillas elevadoras del parque eólico de Hama Wing, en Yokohama (Japón). La marca nipona es el referente absoluto en materia de hibridación y hay quien dice que no está apostando como otras marcas por la electrificación de sus productos porque está inmerso íntegramente en el desarrollo de vehículos de pila de combustible de hidrógeno. De hecho, ahí está el Toyota Mirai, por ejemplo. Y los que vendrán…

En la Tierra, el compuesto más frecuente de hidrógeno es, de lejos, el agua (H2O). Esto, junto con el viento, logra que los vehículos de pila de combustible obtengan energía y circulen de manera normal, con una gran autonomía como decíamos y con un tiempo de repostaje de apenas 5 minutos.

Toyota, para conseguir hidrógeno con el fin de abastecer las pilas de combustible de sus carretillas elevadoras, ha construido en la Bahía de Tokio, en el distrito de Minato Mirai donde se encuentra el parque eólico antes mencionado, un aerogenerador -situado en el muelle de Mizuho- con una altura de 78 metros y unas enormes palas. Con este sistema es capaz de cosechar 2,2 gigavatios de electricidad al año, que se almacena en un depósito confeccionado a partir de baterías recicladas de Toyota Prius. En total, las provisiones de electricidad se acumulan en baterías que simularían a 180 Prius alineados.

Sistema de almacenamiento del hidrógeno en baterías de Prius.7
Sistema de almacenamiento del hidrógeno en baterías de Prius.

 

Junto a este almacén se sitúa otra instalación, con el logo de Toshiba. Se trata del sistema de electrolisis, que produce el hidrógeno a partir del agua que recogen de la bahía. De ahí se extrae el hidrógeno, que se transporta por medio de unos conductos hasta un cilindro de almacenamiento, de más de 10 metros de alto, que se ubica en el centro de la planta. Este tubo tiene una capacidad para almacenar el hidrógeno necesario para impulsar a 12 carretillas durante dos días.

Por último, en una cabina situada junto al compresor que prensa el hidrógeno aparca el camión que transportará el hidrógeno hasta las instalaciones donde trabajan las carretillas (con combustible para seis de ellas en cada viaje). Esta es una de las formas que se puede emplear, -que emplea Toyota- a nivel industrial, para sumarse a un cambio o evolución en conciencia con el medio ambiente.

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Christian García

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